ЖИВОЕ ПРОСТРАНСТВО

Есть ли жизнь за пределами Земли?

Обнаруженная экзопланета может быть обитаема
Кислород ранней Земли
Звуки космоса
Загадка гигантских планет
Черные дыры. Факты и теория
Убежище на Луне
Каналы Марса
Пожиратель планет
Столкновение нейтронных звезд
Опасное Солнце
Arrow
Arrow
ArrowArrow
Shadow
Slider

“Мы — невозможность в невозможной Вселенной”. Рэй Брэдбери

Черная дыра. Загадочная и далекая

черная дыра

Черная дыра 

В наше время трудно найти человека, который не слышал бы про  это явление природы. Вместе с тем, пожалуй, не менее трудно отыскать того, кто смог бы объяснить, что это такое. Впрочем, для специалистов черные дыры уже перестали быть фантастикой. Астрономические наблюдения давно доказали существование как “малых” черных дыр (с массой порядка солнечной), которые образовались в результате гравитационного сжатия звезд, так и сверхмассивных (до 109 масс Солнца). Их породил коллапс целых звездных скоплений в центрах многих галактик, включая нашу. В настоящее время микроскопические черные дыры ищут в потоках космических лучей сверхвысоких энергий (международная лаборатория Pierre Auger, Аргентина). И даже предполагают “наладить их производство” на Большом адронном коллайдере (LHC), который был запущен в 2007 году в ЦЕРНе. Однако подлинная роль черных дыр, их “предназначение” для Вселенной, находится далеко за рамками астрономии и физики элементарных частиц. При их изучении исследователи глубоко продвинулись в научном понимании того, что есть пространство и время, существуют ли границы познания Природы. Какова все таки связь между материей и информацией. Попытаемся осветить все наиболее важное по этой теме.

 1. Темные звезды Митчелла – Лапласа

Термин “черная дыра” был предложен Дж. Уилером в 1967 году. Однако первые предсказания существования тел столь массивных, что даже свет не может их покинуть, датируются XVIII веком и принадлежат Дж. Митчеллу и П. Лапласу. Их расчеты основывались на теории тяготения Ньютона и корпускулярной природе света. В современном варианте эта задача выглядит так: каковы должны быть радиус Rs и масса M звезды, чтобы ее вторая космическая скорость (минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу на поверхности звезды, чтобы оно вышло из сферы ее гравитационного действия) равнялась скорости света c? Применяя закон сохранения энергии, получаем величину

Rs = 2GM/c2, (1)

которая известна как радиус Шварцшильда , или радиус сферической черной дыры (G – гравитационная постоянная). Несмотря на то что теория Ньютона заведомо неприменима к реальным черным дырам, формула (1) сама по себе верна, что и подтвердил немецкий астроном К. Шварцшильд в рамках общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, созданной в 1915 году! В этой теории формула определяет, до какого размера должно сжаться тело, чтобы получилась черная дыра. Если для тела радиуса R и массы M выполняется неравенство R/M > 2G/c2, то тело гравитационно устойчиво, в противном случае оно коллапсирует (схлопывается) в черную дыру.

2. Черная дыра от Эйнштейна до Хокинга

По-настоящему последовательная и непротиворечивая теория черных дыр, или коллапсаров, невозможна без учета искривляемости пространства-времени. Поэтому неудивительно, что они естественным образом появляются как частные решения уравнений ОТО. Согласно им, черная дыра – это объект, искривляющий пространство-время в своей окрестности настолько, что никакой сигнал не может быть передан с ее поверхности или изнутри даже по световому лучу. Иными словами, поверхность, которую имеет черная  дыра, служит границей пространства-времени, доступного нашим наблюдениям. Вплоть до начала 70-х годов это было утверждением, к которому невозможно добавить что-либо существенное: черная дыра казалась “вещью в себе” – загадочным объектом Вселенной, внутренняя структура которого непостижима в принципе.

Энтропия черных дыр. В 1972 году Я. Бекенштейн высказал гипотезу, что черная дыра обладает энтропией, пропорциональной площади ее поверхности A (для сферической дыры A = 4pRs2):

SЧД = C A/4, (2)

где C=kc3/Gћ – комбинация фундаментальных констант (k – постоянная Больцмана и ћ – постоянная Планка). Кстати, теоретики предпочитают работать в планковской системе единиц, в этом случае C = 1. Более того, Бекенштейн предположил, что для суммы энтропий черной дыры и обычной материи, Stot = Sвещество + SЧД, имеет место обобщенный второй закон термодинамики:

 D Stot є (Stot)конечн – (Stot)начальн ? 0, (3)

то есть суммарная энтропия системы не может уменьшаться. Последняя формула полезна также тем, что из нее можно вывести ограничение на энтропию обычной материи. Рассмотрим так называемый процесс Сасскинда: имеется сферически-симметричное тело “субкритической” массы, то есть такой, которая еще удовлетворяет условию гравитационной устойчивости, однако достаточно добавить немного энергии-массы DE, чтобы тело сколлапсировало в черную дыру. Тело окружено сферической оболочкой (чья суммарная энергия как раз равна DE), которая падает на тело. Энтропия системы до падения оболочки:

Внеземная жизнь

Существует ли внеземная жизнь? Когда люди осознали, что Земля – это не центр мироздания, они обратили свои взоры к небу в поисках «братьев по разуму». У передовых представителей рода человеческого озарение наступило довольно рано. Так, греческий философ Эпикур, живший еще на рубеже IV-III веков до н.э. был убежден, что Вселенная бесконечна и в ней имеется множество обитаемых миров.

Сегодня ученых, занятых поисками мест, где может существовать внеземная жизнь за пределами Земли, можно условно разделить на два лагеря. В одном из них собрались представители и сторонники молодой, бурно развивающейся науки – уфологии. Уфологи и их единомышленники убеждены в существовании высокоразвитых внеземных цивилизаций и в том, что представители этих цивилизаций посещают Землю с незапамятных дней, еще с эпохи динозавров. По мнению уфологов, за последние 50 лет собрано огромное количество неопровержимых доказательств того, что летающие тарелки, т.е. НЛО, пилотируются разумными существами и что множество людей вступало с этими существами в контакт.

К сожалению, все эти доказательства косвенные. Живых, или, на худой конец, мертвых энлонавтов «широкая публика» до сих пор не видела, их космических кораблей – действующих или разбившихся при авариях – тоже. Правда, циркулируют слухи, что немало погибших (и даже живых!) энлонавтов, так же, как их кораблей, находится на строго засекреченных базах-лабораториях США и в ряде других стран, в том числе и в России. И что появлению таких технических новинок, как самолеты-невидимки, построенные по технологии «Стеллс», или микропроцессоры, во многом способствовало общению их разработчиков с весьма «продвинутыми» инопланетянами.

Последние комментарии

Использование материалов сайта

Текстовые материалы, размещенные на сайте могут быть использованы любыми пользователями без получения письменного разрешения Редакции и на безвозмездной основе при условии установления активной гиперссылки.

(С) Живое пространство 2017